【摘要】：AM50合金具有較好的塑韌性、良好的鑄造性能及較低的成本,但其強(qiáng)度較低,還不能滿足一些汽車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的性能要求。為此,本文擬通過準(zhǔn)晶增強(qiáng)和熱處理強(qiáng)化來提高AM50合金的強(qiáng)韌性。利用OM、SEM、EDS、XRD、TEM、熱分析法、拉伸實(shí)驗(yàn)及硬度實(shí)驗(yàn)等手段,研究了Zn、Y元素對普通凝固Mg-Zn-Y準(zhǔn)晶合金組織與性能的影響,以獲得最佳成分的準(zhǔn)晶合金;采用外加法,研究了不同MZY準(zhǔn)晶合金加入量對AM50合金組織與性能的影響;采用內(nèi)生法,研究了Zn、Y元素對AM50合金組織、力學(xué)性能及凝固行為的影響,并探討了不同熱處理工藝對最佳成分合金組織性能的影響。結(jié)果表明:在普通凝固條件下,準(zhǔn)晶相可直接從液相中形核、長大。隨著Zn含量的增加,Mg-xZn-4.5Y合金的硬度逐漸增大,組織中的準(zhǔn)晶相由花瓣?duì)钕驐l狀轉(zhuǎn)變,層片狀共晶(α-Mg+I-phase)及α-Mg逐漸消失。隨著Y含量的增加,Mg-48Zn-yY合金的硬度逐漸增大,組織中花瓣?duì)顪?zhǔn)晶相數(shù)量逐漸增多,尺寸逐漸減小,分布更加均勻,且層片狀共晶(α-Mg+I-phase)變得更加致密。向AM50合金中添加MZY準(zhǔn)晶合金后,Mg_3Zn_6Y準(zhǔn)晶相可保留在合金組織中,并使合金組織得到明顯的細(xì)化;組織中β相的數(shù)量減少,且形貌由粗大連續(xù)網(wǎng)狀向斷續(xù)條狀及顆粒狀轉(zhuǎn)變。當(dāng)MZY準(zhǔn)晶合金加入量為6%時(shí),合金組織最為細(xì)小,合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及伸長率達(dá)到峰值,分別為202.92MPa、100.57MPa和10.8%,其比AM50合金分別提高了24.59%、74.9%和66.15%。合金力學(xué)性能的提高可歸結(jié)于組織細(xì)化、β相的數(shù)量及形貌的改善、準(zhǔn)晶相的彌散強(qiáng)化綜合作用。將Zn、Y元素以原子比為6的形式加入到AM50合金中后,Y元素與Al、Mn優(yōu)先化合形成Al_6YMn_6相和Al_2Y相;Zn元素一部分固溶到β相中,而另一部分與Mg、Al化合在β相周圍形成層片狀的Φ-Mg_(21)(Zn,Al)_(17)相;但在合金組織中并未形成Mg_3Zn_6Y準(zhǔn)晶相。熱分析表明,Φ相約在354℃通過包晶反應(yīng)形成,而α-Mg和β相的析出溫度隨著Zn、Y元素加入量的增加而降低。當(dāng)Zn、Y元素加入量為4%時(shí),合金組織最為細(xì)小,合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及伸長率達(dá)到峰值,分別為206.63MPa、92.50MPa和10.04%,其比AM50合金分別提高了26.87%、60.87%和54.46%。AM50-4%(Zn,Y)合金經(jīng)T4I(345℃×16h)處理后,Φ相溶解,β相保留;而經(jīng)T4II(345℃×16h+375℃×6h)處理后,Φ相和β相均溶解。在180℃下對兩種狀態(tài)的合金進(jìn)行時(shí)效處理后,合金的相組成未發(fā)生改變,且在合金組織中連續(xù)析出大量的細(xì)小析出物;兩種狀態(tài)的合金均在12h時(shí)達(dá)到峰時(shí)效,此時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度及伸長率分別為,T6I:221.78MPa、108.88MPa和8.1%,T6II:230.63MPa、126.23MPa和8.5%。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.22

【參考文獻(xiàn)】

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